[發明專利]功率電感元件電感量及飽和電流測量電路

有效

• 申請號: 201510628697.1
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105182138B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 張華峰;段軍紅;黨倩;閆曉斌;常蓬彬;衡飛;金國剛;郭勝強;段軍威;崔阿軍;李方軍;張小東;吳育全;崔亮
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司;甘肅同興智能科技發展有限責任公司;甘肅璐騰電子科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R27/26;G01R19/25;G01R1/30
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心62100
• 代理人: 馬小瑞

1.一種功率電感元件電感量及飽和電流測量電路，其特征在于：它包括輔助電源電路、大功率電子開關電路、電流電壓轉換電路、過流保護電路、四檔位量程選擇電路和MCU模塊電路；所述輔助電源電路與電感元件測試端子相連接，電感元件測試端子分別與大功率電子開關電路、電流電壓轉換電路相連接，所述大功率電子開關電路與MCU模塊電路的一個GPIO端口相連接，所述大功率電子開關電路還與過流保護電路相連接，所述輔助電源電路與電流電壓轉換電路相連接，電流電壓轉換電路與四檔位量程選擇電路相連接，四檔位量程選擇電路與MCU模塊的另兩個GPIO端口相連接，MCU模塊電路分別與工業顯示器和量程選擇按鍵相連接；輔助電源電路為各個電路及待測功率電感元件提供電源；當待測功率電感元件連接到測試端子時，選擇適當的量程，按下相應的量程選擇按鍵，MCU模塊電路控制大功率電子開關電路中的場效應管Q3導通，同時MCU模塊電路開啟定時器和ADC采樣，待測功率電感元件在電壓源的作用下，其內部的電流按固定傾斜率上升，MCU模塊電路通過計算測得功率電感元件的電感量，并在工業顯示器中進行顯示；當待測功率電感元件內的電流上升至臨界飽和處時，過流保護電路中的高速比較器U3驅動三極管Q5導通，使得場效應管Q3柵極的電壓被拉低進行截止，電流電壓轉換電路中的采樣電阻R2檢測待測功率電感元件上流過的電流，并將信號傳輸給運算放大器U1，運算放大器U1將電流信號轉換為電壓信號，電壓信號經過運算放大器U2緩沖后進入四檔位量程選擇電路，MCU模塊電路控制四檔位量程選擇電路中場效應管Q6、Q1的關閉，實現不同量程的選擇，計算出所檢測到的待測功率電感元件的飽和電流值，并在工業顯示器中進行顯示。

2.根據權利要求1所述的功率電感元件電感量及飽和電流測量電路，其特征在于：所述輔助電源電路包含+12V，+3.3V兩種電源，+12V電源輸出端通過大功率小阻值的電阻R1與超大電容量電容C1相連接，電容C1的另一端接地；電阻R1緩沖電容C1對+12V電源的影響，電容C1用來存儲能量；輔助電源的+3.3V電源由輸入+12V電源的經過低壓差線性穩壓器降壓后獲得，用以給MCU模塊供電。

3.根據權利要求2所述的功率電感元件電感量及飽和電流測量電路，其特征在于：所述大功率電子開關電路由功率型N溝道場效應管Q3及其驅動電路和關斷保護電路組成，驅動電路與場效應管Q3的柵極相連接，所述驅動電路中相互并聯的穩壓二極管D2、電阻R8串聯電阻R7后，與三極管Q4的集電極相連接，三極管Q4的發射極接地，三極管Q4的基極通過電阻R9與所述MCU模塊電路的一個GPIO端口相連接；三極管Q4起到反相及電平轉換作用；關斷保護電路由相互串聯的電阻R3、二極管D1組成，電阻R3的另一端與功率電感元件測試端子相連接，二極管D1的另一端與場效應管Q3的漏極相連接，關斷保護電路能夠防止場效應管Q3關斷時，待測功率電感元件由于自感作用而生成的高壓進而損壞場效應管Q3。

4.根據權利要求3所述的功率電感元件電感量及飽和電流測量電路，其特征在于：所述過流保護電路包括高速比較器U3、電位器VR1、電容C3、三極管Q5、電阻R16和電阻R17，相互并聯的電位器VR1和電容C3的一端與高速比較器U3的反相輸入端相連接，另一端通過電阻R17與輔助電源電路的+12V電源相連接，高速比較器U3的同相輸入端與運算放大器U2的輸出端相連接，高速比較器U3的輸出端與三極管Q5的基極相連接，三極管Q5的發射極接地，三極管Q5的集電極通過電阻R7與場效應管Q3的柵極相連接；高速比較器U3構成電壓比較器，電位器VR1及電阻R17設置過流保護的閾值，電容C3起到濾波作用，當大功率電子開關電路過流時，高速比較器U3輸出高電平驅動三極管Q5導通，使得場效應管Q3柵極的電壓被拉低進而截止。